一種蒙脫土改性三元乙丙橡膠管材的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及三元乙丙橡膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種蒙脫土改性三元乙丙橡膠管材。
【背景技術(shù)】
[0002]三元乙丙橡膠不僅具有優(yōu)異的耐熱、耐氧、耐臭氧、耐候以及耐老化性能，而且具有良好的耐化學(xué)品、電絕緣性能、低溫性能，此外，其還具有低密度、高填充性和耐熱水性等，目前已廣泛應(yīng)用于電線電纜、汽車部件、耐熱膠管、家電等領(lǐng)域，但是三元乙丙橡膠也存在著耐油性差、硫化速度慢的缺點(diǎn)，另外，其作為有機(jī)高分子材料，存在易燃燒的缺陷。隨著世界工業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)三元乙丙橡膠的數(shù)量和質(zhì)量上的要求越來(lái)越高。單純的三元乙丙橡膠材料已不能完全滿足要求，其制品在使用的過(guò)程中往往存在耐油性不足、阻燃性欠佳、耐熱性和耐老化性不理想的缺陷，需要對(duì)其進(jìn)行改性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種蒙脫土改性三元乙丙橡膠管材，其強(qiáng)度高，耐油性、耐熱性和耐老化性好，阻燃性能優(yōu)異，使用壽命長(zhǎng)。
[0004]本發(fā)明提出的一種蒙脫土改性三元乙丙橡膠管材，其原料按重量份包括以下組分:三元乙丙橡膠50-65份、順丁橡膠20-35份、硅橡膠10-20份、丁苯橡膠5-15份、環(huán)氧樹脂5-10份、液體丁腈橡膠2-5份、I，2-聚丁二烯2-5份、硬脂酸0.5-1.5份、氧化鋅1-2份、I，4_雙叔丁基過(guò)氧異丙基苯1-2份、雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物0.2-1.2份、硫磺0.8-1.5份、改性蒙脫土 10-25份、氫氧化鎂5-15份、甲基丙烯酸鎂5-15份、碳納米管5-10份、凹凸棒土δ-?Ο 份、聚丙烯腈纖維 3-10 份、 9， 10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物 3-12 份、聚磷酸銨 5-12份、磷酸三甲苯酯3-8份、蓖麻油3-5份、硅烷偶聯(lián)劑3-10份、2-硫醇基苯并噻唑0.3-1份、二甲基二硫代氨基甲酸鈉0.1-1份、防老劑1-2.5份。
[0005]優(yōu)選地，其原料中，三元乙丙橡膠、順丁橡膠、硅橡膠、丁苯橡膠、環(huán)氧樹脂的重量比為 55-63: 25-32: 13-18: 7-12: 6-9。
[0006]優(yōu)選地，其原料中，I，4_雙叔丁基過(guò)氧異丙基苯、雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物、硫磺的重量比為 1.2-1.8:0.6-1.1:0.9-1.4。
[0007]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:三元乙丙橡膠58-62份、順丁橡膠28-31份、硅橡膠15-17份、丁苯橡膠9-11份、環(huán)氧樹脂7.8-8.5份、液體丁腈橡膠3.5-4份、I，2_聚丁二稀3.2_4份、硬脂酸0.8_1.2份、氧化鋅1.3-1.8份、1,4-雙叔丁基過(guò)氧異丙基苯1.5-1.8份、雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物0.8-1.1份、硫磺1-1.3份、改性蒙脫土 18-21份、氫氧化鎂8-11份、甲基丙烯酸鎂9-12份、碳納米管7-8.5份、凹凸棒土7.2-8份、聚丙烯腈纖維5.8-7份、9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物8-10份、聚磷酸銨8-11份、磷酸三甲苯酯5.3-6.5份、蓖麻油3.8-4.3份、硅烷偶聯(lián)劑5.9-7份、2-硫醇基苯并噻唑0.58-0.75份、二甲基二硫代氨基甲酸鈉0.5-0.9份、防老劑1.7-2.1份。
[0008]優(yōu)選地，其原料按重量份包括以下組分:三元乙丙橡膠60份、順丁橡膠30份、硅橡膠16.5份、丁苯橡膠10份、環(huán)氧樹脂8份、液體丁腈橡膠3.8份、I，2_聚丁二烯3.6份、硬脂酸I份、氧化鋅1.5份、I，4_雙叔丁基過(guò)氧異丙基苯1.7份、雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物I份、硫磺1.2份、改性蒙脫土 20份、氫氧化鎂10份、甲基丙烯酸鎂11份、碳納米管8份、凹凸棒土7.6份、聚丙烯腈纖維6.2份、9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物8.5份、聚磷酸銨10份、磷酸三甲苯酯6份、蓖麻油4.2份、硅烷偶聯(lián)劑6.2份、2-硫醇基苯并噻唑0.7份、二甲基二硫代氨基甲酸鈉0.6份、防老劑2份。
[0009]優(yōu)選地，所述改性蒙脫土按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將100份菜籽油、2-5份乙二胺和0.5-1份氧化鋁混合均勻，升溫至115-125°C，攪拌反應(yīng)0.5-1.5h，然后加入3_10份甲基丙烯酸和2-10份3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，調(diào)節(jié)溫度為130-145°C，攪拌反應(yīng)2-3.5h，反應(yīng)結(jié)束后降溫至55-65°C，然后加入5_12份蒙脫土，超聲10_25min，降溫至室溫后過(guò)濾、干燥得到所述改性蒙脫土。
[0010]優(yōu)選地，所述改性蒙脫土按照以下工藝進(jìn)行制備:按重量份將100份菜籽油、3.5份乙二胺和0.6份氧化鋁混合均勻，升溫至120°C，攪拌反應(yīng)lh，然后加入5份甲基丙烯酸和8份3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷，調(diào)節(jié)溫度為135°C，攪拌反應(yīng)3.2h，反應(yīng)結(jié)束后降溫至60°C，然后加入10份蒙脫土，超聲20min，降溫至室溫后過(guò)濾、干燥得到所述改性蒙脫土。
[0011]優(yōu)選地，所述防老劑為防老劑4020、防老劑MC、防老劑401ONA、防老劑NBC、防老劑AW中的一種或者多種的混合物。
[0012]本發(fā)明采用了三元乙丙橡膠為主料，其具有優(yōu)異的耐熱、耐氧、耐臭氧、耐候以及耐老化性能，但是其互粘性和耐油性不好，耐低溫性和壓縮永久變形性欠佳，按本發(fā)明中的比例配合添加了適量的順丁橡膠、硅橡膠、丁苯橡膠和環(huán)氧樹脂對(duì)其進(jìn)行改性，使五者的性能協(xié)同，克服了各自的缺點(diǎn)，改善了三元乙丙橡膠的粘合性和耐油性，賦予管材優(yōu)異的耐熱性、耐老化性、耐油性、耐磨性和耐低溫性，降低了管材的壓縮永久變形性，拓寬了管材的應(yīng)用范圍；液體丁腈橡膠、I，2_聚丁二烯加入體系中，改善了三元乙丙橡膠、順丁橡膠、硅橡膠、丁苯橡膠和環(huán)氧樹脂的相容性，同時(shí)提高了體系的交聯(lián)密度，改善了管材的耐磨性、耐熱性，耐腐蝕性、加工性、尺寸穩(wěn)定性和耐油性，提高了體系的沖擊強(qiáng)度；I，4_雙叔丁基過(guò)氧異丙基苯、雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物和硫磺按照本發(fā)明中的比例加入體系中，實(shí)現(xiàn)了三元乙丙橡膠、順丁橡膠、硅橡膠、丁苯橡膠的共硫化，且雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物、氧化鋅、氫氧化鎂與2-硫醇基苯并噻唑和二甲基二硫代氨基甲酸鈉配合后對(duì)體系的交聯(lián)具有活化作用，加快了體系硫化的速度，改善了三元乙丙橡膠硫化速度慢的缺點(diǎn)，同時(shí)提高了管材的拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度等物理機(jī)械性能，另外，雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物還具有偶聯(lián)劑的作用，與硅烷偶聯(lián)劑配合后，提高了改性蒙脫土、氫氧化鎂、碳納米管、凹凸棒土與基體的界面結(jié)合能力，降低了界面熱阻，改善了改性蒙脫土、氫氧化鎂、碳納米管、凹凸棒土在體系中的分散性，提高了管材的耐熱性、耐老化性和耐油性，與9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物、聚磷酸銨、磷酸三甲苯酯、硅橡膠和甲基丙烯酸鎂協(xié)同后，賦予管材優(yōu)異的阻燃性;優(yōu)選方式中，在改性蒙脫土的制備過(guò)程中，首先選擇了價(jià)格低廉的菜籽油與乙二胺為原料，在氧化鋁的催化作用下，乙二胺進(jìn)攻菜籽油中的不飽和鍵，生成了N-酰胺基乙二胺，加入甲基丙烯酸和3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷后，N-酰胺基乙二胺中的伯胺，與甲基丙烯酸和3_(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷中的碳碳雙鍵進(jìn)行了反應(yīng)，從而將菜籽油、乙二胺、甲基丙烯酸和3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷結(jié)合為一體形成了改性劑，加入蒙脫土后，在超聲的作用下，改性劑順利插入到了蒙脫土的片層間，增大了蒙脫土的層間距，形成了改性蒙脫土，將改性蒙脫土加入體系中，其在體系中分散均勻，有效改善了管材的阻燃性、抗拉強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、彈性、耐熱性、耐油性和耐老化性;蓖麻油加入體系中，參與了三元乙丙橡膠的交聯(lián)，形成了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，使得三元乙丙橡膠的交聯(lián)更加充分，改善了管材的耐老化性和耐油性。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面，通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例1
[0015]本發(fā)明提出的一種蒙脫土改性三元乙丙橡膠管材，其原料按重量份包括以下組分:三元乙丙橡膠50份、順丁橡膠35份、硅橡膠10份、丁苯橡膠15份、環(huán)氧樹脂5份、液體丁腈橡膠5份、I，2_聚丁二烯2份、硬脂酸1.5份、氧化鋅2份、I，4_雙叔丁基過(guò)氧異丙基苯2份、雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物0.2份、硫磺1.5份、改性蒙脫土 10份、氫氧化鎂15份、甲基丙烯酸鎂5份、碳納米管10份、凹凸棒土 5份、聚丙烯腈纖維10份、9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物3份、聚磷酸銨12份、磷酸三甲苯酯3份、蓖麻油5份、硅烷偶聯(lián)劑3份、2-硫醇基苯并噻唑I份、二甲基二硫代氨基甲酸鈉0.1份、防老劑2.5份。
[0016]實(shí)施例2
[0017]本發(fā)明提出的一種蒙脫土改性三元乙丙橡膠管材，其原料按重量份包括以下組分:三元乙丙橡膠65份、順丁橡膠20份、硅橡膠20份、丁苯橡膠5份、環(huán)氧樹脂10份、液體丁腈橡膠2份、I，2_聚丁二烯5份、硬脂酸0.5份、氧化鋅I份、I，4_雙叔丁基過(guò)氧異丙基苯I份、雙(二異丙基)硫化磷酰二硫化物1.2份、硫磺0.8份、改性蒙脫土 25份、氫氧化鎂5份、甲基丙烯酸鎂15份、碳納米管5份、凹凸棒土 10份、聚丙烯腈纖維3份、9，10_ 二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物12份、聚磷酸銨5份、磷酸三甲苯酯8份、蓖麻油3份、硅烷偶聯(lián)劑10份、2-硫醇基苯并噻唑0.3份、二甲基二硫代氨基甲酸鈉I份、防老劑40201份。
[0018]實(shí)施例3
[0019]本發(fā)明提出的一種蒙脫土改性三元乙丙橡膠管材，其原料按重量份包括以下組分:三元乙丙橡膠62份、順丁橡膠28份、硅橡膠17份、丁苯橡膠9份、環(huán)氧樹脂8.5份、液體丁腈橡膠3.5份、I，2_聚丁